哈佛科学家用3D打印技术为心脏打补丁

当一个人的心脏受到破坏，比如某种严重的心脏病发作时，很难有简单有效的救治方法。但如今哈佛大学的科学家们可能找到了一种方法来修复受损的心脏。他们制造了一层心脏细胞，这层人造细胞能够模仿天然心脏肌肉的跳动。

2014年3月18日，研究人员在美国化学学会（ACS）第247次全国会议暨博览会上公布了他们的成果。美国化学学会是世界上最大的科学协会，这项研究是由哈佛医学院的Ali Khademhosseini、Nasim Annabi会同由Anthony Weiss领导的悉尼大学的一个小组共同完成的。
眼下，对于患者心脏损伤的最佳治疗方法是器官移植。很多患者为了移植心脏不得不进行漫长而希望渺茫的等待。而即使病人接受了新的心脏，也很容易出现致命的并发症。
理想的解决办法是用某种方法修复受损组织，但这些修复材料随着时间的推移也有可能损坏，从而堵塞动脉导致心脏部分缺氧。多年来，科学家们一直在寻找最佳的修复材料。
该研究小组一开始曾试图使用天然蛋白质形成类似明胶类的材料水凝胶，以模仿天然心脏的机械性能和生物性能。但据了解，该材料与人体组织并不相似。而且早期版本的水凝胶的会分解，而人类的心脏是有弹性的。
心脏组织的弹性对心肌在心脏跳动时的收缩起着关键作用。因此，研究人员使用更具弹性的人类弹性蛋白原（tropoelastin）开发了一系列新的凝胶。他们把弹性蛋白原暴露在紫外线光下，使它变成一种更加有弹性和韧性的物质。

但“做出正确的水凝胶是只是第一步，它们只是组织支架。”'Khademhosseini补充道。
为了确保细胞形成正确的结构，Khademhosseini的实验室使用了3D打印和微工程技术用凝胶制造微型组织支架。这些支架能够诱导细胞按照研究人员希望的方式生长。其结果能够让心肌细胞整齐地排列在这些弹性基地的凹槽中并按同步的节拍跳动。因此，这些微结构的弹性水凝胶未来可以作为心脏补丁使用。
Khademhosseini的研究小组现在正在进行大型动物试验。他们还计划将这些弹性天然水凝胶用在再生医学的其他方面，比如血管、骨骼肌、心脏瓣膜和血管化皮肤的再生等。